1引言
当下,很多的国家开始把BIM技术用于核电站施工中,给整个核电的建造过程带来有效的技术与品质的保障。BIM技术目前已经充分应用三维立体技术对施工现场所需的数据模拟,可以通过3D立体图使工作人员对细节性的项目更为熟悉,从而大大提高了核电建设的实施效果。在核电施工中,采用三维立体图的主要包括以下几种:组件、设施采用、人员管理、土建设计等。
2.BIM技术与传统技术相比在核电施工应用中的优势
2.1三维模型
通过BIM模型和5D技术,可以对核能应用情景通过三维可视化的方法加以展示,它不但能够展示核电建设工程中的施工模型,而且还能够对主厂区钢结构、汽机室、核岛发电机、中控室等重点部位的三维布局效果图展示。但由于以往工程多是通过二维平面图纸或二维空间的建筑进展控制流程图在图纸上展示,并不能有效的揭示工程施工进度的具体实现过程和滞后情况。
2.2模型集成
在传统模式下,土建、电力、锅炉、汽机等专业的核电建筑结构构件往往很容易产生碰撞问题,在碰撞现象出现以后,就需要进行返工、整改、重新设计研究等工作,而通过BIM模型和5D设计能够把各个项目的三维模型结合结构构件加以整合,再经过设计前的碰撞测试,可以找到由部分碰撞现象所导致的设计问题,进而减少了因为重新设计导致的时间问题。
2.3关联模型、信息管理
在传统模式下,核电施工进度跟踪时,指定的计划及方案仅以书面形式显示,只能选择检查点,并在施工方案中注明具体工程进度。然而,在BIM技术下,由于可以实现对进度规划和模型实现关联,从而完成施工动画建模,因此BIM技术中可以列出相关模型,并进行资源与成本双方的关系进行对比与控制。另外,对于三维模型位置的特定节点,不但能够进行预记录,而且还能够进行对后期的"修整"、"未修整"、"修整结束"状态的控制。
3.BIM技术在核电安装施工现场应用存在的问题
3.1需借助常规设备搭配使用
目前在各种堆型的核电建筑中大约有将近两百种二维和三维组件造型,用BVBS码格式就可以精确表示其中的大约一百种常用组件造型。而针对非标准、异型的设备,数控加工无法解决技术问题,必须依靠常规的加工装置。将数控设备和常规装置配合运用,以解决不同的加工要求,数控装置的高效性能够解决批量化半成品加工,而常规装置的高灵活性则能够解决非标构件、零星变更补料等要求。
3.2设计、实施、检查、控制过程中的缺陷
核电施工进度倒排方案,是遵循预先制定、后执行、后检查和管理的过程,其中流程如果发生问题,每一个细节都将影响整个过程的进行。因此进度方案的制订就成为整个流程中最关键的环节。而实际上,施工单位、设计部门等其他部门都敷衍应付,没有认真对待,没有认识到实施项目的进度是项目的生命线,造成效果不佳的局面。施工的过程是彼此联系、紧紧衔接的,各个过程又彼此联系、相互作用。
3.3工期、成本、品质的对立和统一
在核电施工进度项目中,做到时间、成本、效率三者的对立和统一,一般来首经验不足、专业不强、技术不到位的技术人员很难做到三者间的协调。但即使是有着丰富经历的管理工作者,也很难实现三者的完全结合。
3.4对BIM系统操作了解不够
在核电安装时,需要对涉及工期的各种因素做出全面、周到的思考,首先要对工程组织结构、设施监造日期、员工入场日期、资金等要素做好前期的规划,并针对现场的实际天气情况提出了合理的建造施工时间;然后对资金的保障、安全费用的计划、办公和生活区的设施等提前布置。最后,提前做好建造工程场地平图、大型机械设备人员的入场审批登记、建筑材料的规划、起重设备人员的使用证件管理以及对核电工程施工现场的全过程监督管理。但在具体的核电安装过程中,现场的管理人员和技术人员都没有足够关注这些问题,过程中出现的设备机械和管理人员证件不齐、设备和所需材料不能按时到货、工作人员不能按时到达现场的状况,这种现象会造成业主、第三方等认为项目实施的过程较为混乱的感觉,最后造成工程项目时间拖延、工程质量出现问题、增加成本的状况发生。
4.BIM技术在核电建设施工中的实际运用
4.1安全质量,节约核电安装成本
BIM技术所具备的可视化和云计算特性将为实施阶段所需要数据整合提供全面的设计过程和数据分析服务。根据必须注意的步骤,进行了线路分析、虚拟模式构建、资金计算、线路的优先排布等。在给项目所有人员降低压力的同时提升在施工现场工作的效率和准时度,对核电安装项目的整个实施过程进行了完善并定期调整,以确保项目实施过程中和管理层人员之间的联系,并起到了监督的作用,以减少施工危险源的发生。
4.2智慧识别,区分安全等级
数字模型可以虚拟的方式还原出核岛施工内外部的基本情况,技术人才还可以在实施初期根据模拟,通过智能监控引导对建设实施全过程中出现的风险区域进行智慧辨识,并根据各个地区的危险程度进行合理划分,或者通过报警诱导加实体隔离的方式,避免施工人员进入危险地带进行施工,并且可以进行安全通行标识,引导外来人员与施工人员之间的安全进出,以防止因误入危险地段而造成安全事故的产生。
4.3数字建造,核电安装多维动态模拟
BIM+网络信息技术,为核能安装现场实施了网络覆盖,提升了人员的安全意识和工作意识,从而形成了智能施工与数字化有机结合的未来施工概况。制定了虚拟施工技术规范,将工程项目中BIM技能点式应用集成标准化的体系应用,并建立了规范的应用过程。根据BIM技能的可视式、仿真性、协调能力、优化性等特征,将BIM技术与现代施工管理模式以及资源利用相结合,在施工前进行了多维度的动态仿真,可在施工建造过程中及时发现新问题,迅速解决问题,为工程项目的效益改善提供了数据支撑,对工程项目实施决策具有很大的现实作用。
4.4场地立体规划,高效运用核电厂空间
在核电厂施工里首先要处理的问题便是有效合理地利用建筑空间结构。而利用BIM施工技术能够很好地解决这一主要问题,首先检测工地周边的区域位置信息,以及建筑红线的范围。然后,通过运用BIM信息技术将上述信息整合并搭建出三维模型,管理人员可以利用模型合理分配建筑区域,从而使施工地点与施工的工序科学而合理,从而避免了由于建筑空间不够产生施工物料搬运困难的现实问题。同时利用BIM模型,还能够使整个建筑项目的"三区"设置得更为美观与合理。
结语
在电力领域,通过利用BIM技术和先进的技术,在电力项目的初期就已经能够设计出完整的造型,并且可以在生产电力中通过专业的电力设备碰撞避免问题和不必要的设计变更,在现场管理运维过程中,可以实现运维人员的系统化管理和自动化操作设备的需求。近年随着BIM技术在核电施工进度控制上的探索和运用,不但保证了核电施工控制在各领域、各阶段的有条不紊开展,确保了核电工程施工流程的质量、速度、效率、品质等重要技术指标均符合工程要求,而且还可以通过科学合理的配备施工质量管控技术人员,有效提升施工流程中的资源使用率,为核电安装项目在日后的科学施工以及圆满交付提供了强有力保障和借鉴。
参考文献
[1] 李鹏 .4D可视化理论在核电站管道安装中的应用研究[J]. 中国信息化,2018.
[2] 杨亚军 . 土木工程项目施工进度管理 [J]. 江西建材 ,2013.
[3] 王顺泽 .BIM技术在核电施工进度计划中的应用[J]. 施工技术, 2017.